ในวิชาเคมีเราคุ้นเคยกับคำว่าตารางธาตุซึ่งใช้เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจและจำแนกองค์ประกอบทางเคมี นอกจากตารางธาตุที่ใช้กันทั่วไปแล้วยังมีตารางธาตุอื่น ๆ อีกหลายประเภทซึ่งหนึ่งในนั้นคือตารางธาตุสมัยใหม่ ตารางธาตุสมัยใหม่เป็นอย่างไร?
ตารางธาตุสมัยใหม่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของกฎธาตุสมัยใหม่ซึ่งระบุว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุเป็นฟังก์ชันคาบเลขอะตอม โดยที่ตารางธาตุนี้รวบรวมโดย Moseley ซึ่งอิงตามตารางธาตุของ Mendeleev ซึ่งได้รับการปรับปรุงในเวลาต่อมาและต่อมาได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการจัดทำตารางธาตุที่ทันสมัย
หากคุณดูลักษณะของมันตารางธาตุสมัยใหม่จะเห็นความคล้ายคลึงกันในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีความคล้ายคลึงกันของอิเล็กตรอนวงนอกและแนวโน้มของจำนวนองค์ประกอบ ลักษณะรวมถึง:
- แถวแนวนอน (ซึ่งเรียกว่าชุดของเมนเดเลเยฟ) เรียกว่าช่วงเวลาและคอลัมน์แนวตั้งเรียกว่ากลุ่ม
- องค์ประกอบที่มีโครงร่างอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกคล้ายกันในอะตอมจะถูกจัดเรียงเป็นกลุ่มหรือครอบครัว
- กลุ่มต่างๆมีหมายเลขตั้งแต่ 1 ถึง 18
- ตารางธาตุยาวมีเจ็ดจุด เลขคาบตรงกับเลขควอนตัมหลักสูงสุด (n) ขององค์ประกอบ
- ช่วงแรกประกอบด้วย 2 องค์ประกอบและช่วงเวลาต่อไปนี้ประกอบด้วย 8,8,18,18 และ 32 องค์ประกอบตามลำดับ
- ในรูปแบบของตารางธาตุนี้ 14 องค์ประกอบจากช่วงที่หกและเจ็ด (แลนทาไนด์และแอคติไนด์ตามลำดับ) จะถูกวางไว้ในแผงแยกที่ด้านล่าง
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน
ตำแหน่งขององค์ประกอบในตารางธาตุถูกกำหนดโดยเลขควอนตัมหลักขององค์ประกอบอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย โดยที่การกำหนดค่าอิเล็กตรอนนี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ การกำหนดค่าอิเล็กตรอนในคาบและการกำหนดค่าอิเล็กตรอนในกลุ่ม
(อ่านเพิ่มเติม: ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตารางธาตุของ Mendeleev)
Electron Configuration in Period คือแต่ละช่วงเวลาในตารางธาตุที่แสดงค่า "n" ของวาเลนซ์เชลล์ นอกจากนี้การอุดวงโคจรต่อเนื่องหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของช่วงเวลา
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนในกลุ่มเป็นองค์ประกอบในคอลัมน์แนวตั้งเดียวกันหรือกลุ่มที่มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของเชลล์เวเลนซ์ที่คล้ายกัน พวกมันมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันในออร์บิทัลชั้นนอกและคุณสมบัติที่คล้ายกัน ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบกลุ่ม 2 ทั้งหมด (โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ) มีโครงร่างอิเล็กตรอนเปลือกนอกเป็น ns2
บล็อก
องค์ประกอบในตารางธาตุสมัยใหม่แบ่งออกได้เป็น 4 ช่วงตึก ได้แก่ ; บล็อก s บล็อก p บล็อก d และบล็อกฉ โดยที่การกำหนดบล็อกนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของออร์บิทัลอะตอมที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน
องค์ประกอบแรกคือองค์ประกอบบล็อก s ซึ่งประกอบด้วยกลุ่ม 1 และกลุ่ม 2 และมีการกำหนดค่าภายนอกเป็น ns1 และ ns2 ตามลำดับ ลักษณะทั่วไปขององค์ประกอบ s block ได้แก่ :
- โลหะที่ทำปฏิกิริยาทั้งหมดมีพลังงานไอออไนเซชันต่ำ
- แสดงเลขออกซิเดชัน +1 (โลหะอัลคาไล) และ +2 (โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ )
- คุณสมบัติทางโลหะของธาตุจะเพิ่มขึ้นเมื่อพวกมันเคลื่อนตัวลงไปตามกลุ่ม
- สารประกอบขององค์ประกอบ s block ยกเว้นเบริลเลียมและลิเธียมส่วนใหญ่เป็นไอออนิก
องค์ประกอบที่สองคือองค์ประกอบบล็อก p ซึ่งประกอบด้วยกลุ่ม 13 ถึง 18 นอกจากนี้เมื่อรวมกับองค์ประกอบบล็อกแล้วยังเรียกว่าองค์ประกอบตัวแทนหรือองค์ประกอบกลุ่มหลัก โครงร่างของอิเล็กตรอนวงนอกแตกต่างกันไปตั้งแต่ ns2np1 ถึง ns2np6 ในแต่ละช่วงเวลา ลักษณะทั่วไปขององค์ประกอบ p block ได้แก่ :
- ก๊าซหายาก (กลุ่ม 18) แสดงปฏิกิริยาทางเคมีต่ำมาก
- กลุ่มที่ 17 เรียกว่าฮาโลเจนและกลุ่มที่ 16 เรียกว่าแชลโคเจน
- ธาตุกลุ่ม 16 และ 17 มีเอนทาลปีอิเล็กตรอนที่เป็นลบสูงและพร้อมรับอิเล็กตรอนหนึ่งหรือสองตัวเพื่อให้ได้การกำหนดค่าก๊าซหายากที่เสถียร
- อักขระที่ไม่ใช่โลหะจะเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาในช่วงเวลาหนึ่ง
องค์ประกอบที่สามคือองค์ประกอบบล็อก d หรืออาจเรียกได้ว่าองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงซึ่งเป็นองค์ประกอบที่อิเล็กตรอนตัวสุดท้ายเข้าสู่ออร์บิทัล d สุดท้ายโดยที่กลุ่มที่เข้ามาคือกลุ่ม 3 ถึง 12 องค์ประกอบเหล่านี้มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนด้านนอก (n) -1) d1-10ns1-2 คุณสมบัติทั่วไปบางประการขององค์ประกอบ d block ได้แก่ :
- องค์ประกอบทั้งหมดเป็นโลหะ
- องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นไอออนสีและแสดงเลขออกซิเดชันของตัวแปร
- Zn, Cd และ Hg มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอน (n-1) d10ns2 ไม่แสดงคุณสมบัติส่วนใหญ่ขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง
องค์ประกอบที่สี่คือองค์ประกอบบล็อก f หรือองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงภายในซึ่งเป็นองค์ประกอบที่อิเล็กตรอนตัวสุดท้ายเข้าสู่ออร์บิทัล f โดยที่ 2 แถวขององค์ประกอบที่ด้านล่างของตารางธาตุหรือแลนทาไนด์เช่น Ce (Z = 58) - Lu (Z = 71) และ Th actinides (Z = 90) - Lr (Z = 103) มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนวงนอก (n-2) ) f1-14 (n-1) d1-10ns2 คุณสมบัติทั่วไปขององค์ประกอบบล็อก f ได้แก่ :
- ทั้งหมดเป็นโลหะ
- เคมีของแอคตินิเดียในยุคแรกมีความซับซ้อนมากกว่าของแลนทาไนด์ที่เกี่ยวข้องเนื่องจากมีเลขออกซิเดชันจำนวนมากสำหรับแอกติไนด์ขององค์ประกอบนี้
- แอกติไนด์ของธาตุเป็นกัมมันตภาพรังสี
ธาตุหลังยูเรเนียมเรียกว่าธาตุทรานซูเรเนียม
